物理学。修订稿。117170501（2016）-固体中自旋量子比特的实验时间最优通用控制

物理学专题

固体自旋量子比特的实验时间最优通用控制

耿建培、吴洋、王晓婷、徐克彪、史发展、谢义进、邢荣、杜江峰

物理学。修订稿。117，170501–2016年10月19日出版

参见简介：量子计算中的时间优化

摘要

系统的量子控制在现代科学技术中发挥着重要作用。量子控制的最终目标是以时间最优的方式实现高保真的通用控制。尽管在各种量子系统中已经报道了高保真通用控制，但时间最优通用控制的实验实现仍然难以捉摸。在这里，我们报道了金刚石中自旋量子位的时间最优通用控制的实验实现。通过推广一种最新的求解量子计时方程的方法[X.Wang等。，物理学。修订稿。 114，170501（2015）]，我们获得了具有固定量子比特相互作用和受限控制场的多量子比特的精确最小时间协议。实验实现了单量子比特和双量子比特时间最优门，通过量子过程层析成像获得99%的保真度。我们的工作为实现精确的量子控制提供了一条时间最优路径，并为一般量子系统中新兴的时间最优控制领域开启了新的功能。